大数跨境

桥式整流 + 滤波电容(Filter Capacitor Smoothing)

桥式整流 + 滤波电容(Filter Capacitor Smoothing) 飞多学堂
2026-08-08
4
导读:💡 电路名称桥式整流 + 滤波电容(Filter Capacitor Smoothing)昨天我们看到了桥式

💡 电路名称

桥式整流 + 滤波电容(Filter Capacitor Smoothing)

昨天我们看到了桥式整流把交流电变成了"两个馒头"——但实际上这种脉动直流 DC 仍然带有很多"波浪",直接给手机充电肯定会出问题。在输出两端并联一个大电容,就像给漏水的水桶装了一个"水塔"——峰值时灌水,间隙时放水,把脉动变成近乎平稳的直流电。这是每个手机充电器、电源适配器、LED 灯里都有的"必备第二级"


🗺️ 电路图

在 Day 04 桥式整流的基础上,在 Vout+ (P) 和 Vout- (A=GND) 之间并联一个大容量电容 C1

滤波电容平滑电路

核心改动(对比昨天)


Day 04 桥式整流
Day 05 桥式 + 滤波电容
元件数
4 二极管 + 1 电阻
4 二极管 + 1 电阻 + 1 电容
输出波形
馒头波(100Hz 脉动)
近乎平坦的直流
(带微小纹波)
关键参数
R1 = 1kΩ
R1 = 1kΩ + C1 = 1000µF(可选 100µF/470µF)

连接关系

  • D1~D4 围成"钻石桥",输入接 AC 50Hz,输出节点为 Vout+ (P) 和 Vout- (A=GND)
  • R1 与 C1 并联
    ,共同接在 P 和 A 之间(R1 给负载供电,C1 负责"补水")

🌊 输入 / 输出波形对比

图1:不同电容容量对纹波的抑制效果(叠加对比)

滤波电容 平滑效果对比

关键观察

  • 🔴 红色(桥式整流 无滤波):5 个周期的"馒头波",每 10ms 一个波峰(100Hz 脉动 DC)
  • 🔵 蓝色(加 C=100µF):纹波明显降到约 0.89V 峰峰值,曲线呈"斜坡状"
  • 🟢 绿色(加 C=1000µF):纹波仅约 0.10V 峰峰值,几乎是一条直线 — 这就是日常电源的样子
  • 📏 核心规律:电容越大(τ = R·C 越大),电容放电越慢,纹波越小,输出越接近纯 DC
电容 C
τ = R·C
平均输出
纹波峰峰值
100 µF
100 ms
9.98 V
0.886 V
470 µF
470 ms
10.29 V
0.210 V
1000 µF 1000 ms 10.34 V 0.101 V

图2:"充电尖峰 + 指数放电"细节(C = 100µF,能看清机理)

充电尖峰与指数放电

关键观察

  • 上图(桥式整流馒头波)
    :每 10ms 一个山丘状波峰,峰高约 10.6V,谷底 0V
  • 下图(加 C=100µF 后)
    :每个馒头波峰处都有一个微小的"上跳"(电容被二极管瞬间充电到峰值),然后是缓慢的指数衰减曲线(电容通过 R1 放电)
  • ⚡ 充电瞬间(二极管导通时):电容电压紧跟馒头波的上升沿,达到峰值
  • 📉 放电过程(二极管截止时):电容按 v(t) = V_peak · exp(-t / τ) 衰减,τ = R·C = 100ms
  • 🌱 首次启动过程:从 0V 经 1~2 个周期爬升到稳态(这就是为什么有些电源开机要等几秒才稳定)

🔬 LTspice 真实仿真波形(参数:V1=220V/50Hz, D1~D4=1N4007, R1=1kΩ, C1=100µF)

全波整流电容滤波仿真电路

【声明】内容源于网络
0
0
飞多学堂
1234
内容 0
粉丝 0
飞多学堂 1234
总阅读0
粉丝0
内容0